Pendahuluan: Smart City Tidak Lengkap Tanpa Smart Water
Dalam perkembangan kota pintar (smart cities), sistem air perkotaan kerap tertinggal dari sektor lain seperti energi dan transportasi. Padahal, Urban Water Infrastructure (UWI) memainkan peran vital dalam pasokan air bersih, pengelolaan limbah cair, dan mitigasi banjir. Disertasi karya Martin Oberascher (2022) menjawab tantangan ini dengan menyusun pendekatan menyeluruh untuk mengintegrasikan teknologi komunikasi, Internet of Things (IoT), dan konsep kontrol cerdas dalam UWI—sebagai fondasi Smart Water Cities.
Konsep Utama: Apa Itu Smart Water City?
Smart Water City mengacu pada kota yang:
- Memanfaatkan sensor digital, sistem kontrol otomatis, dan komunikasi nirkabel dalam sistem air minum, drainase, dan solusi berbasis alam.
- Menggabungkan pemodelan hidraulik, manajemen data waktu nyata, serta strategi kontrol prediktif untuk mengoptimalkan seluruh jaringan air.
- Meningkatkan keberlanjutan, efisiensi biaya, dan resiliensi terhadap perubahan iklim serta pertumbuhan penduduk.
Tujuan Penelitian dan Kontribusi Utama
Penelitian ini terbagi dalam empat sasaran utama:
- Analisis literatur ICT dan resolusi data untuk aplikasi UWI.
- Pengembangan konsep Smart Rain Barrel (SRB) sebagai solusi panen air berbasis IoT.
- Optimasi performa mikro-storage berbasis IoT dalam skala besar.
- Implementasi nyata dan pengujian sistem cerdas di Smart Campus Innsbruck.
Setiap sasaran didukung dengan eksperimen simulasi dan aplikasi lapangan nyata.
Studi Kasus 1: Smart Rain Barrel – Solusi Inovatif di Rumah Tangga
Smart Rain Barrel (SRB) merupakan modifikasi dari tong air hujan konvensional yang dilengkapi katup kendali otomatis. Dengan mengintegrasikan prediksi cuaca resolusi tinggi, SRB bisa dikosongkan sebelum hujan agar bisa menampung air lebih banyak.
Dalam simulasi pada infrastruktur kota pegunungan di Austria:
- Instalasi SRB secara luas mengurangi kebutuhan sistem drainase tambahan.
- Efektif menahan limpasan air permukaan dan membantu efisiensi penggunaan air non-minum.
- Namun, keberhasilannya sangat tergantung pada akurasi data cuaca dan stabilitas transmisi data.
Studi Kasus 2: Smart Campus Innsbruck – Laboratorium Hidup
Kampus Teknik Universitas Innsbruck dijadikan laboratorium nyata dengan:
- Jaringan sensor resolusi tinggi memantau aliran air masuk dan keluar kampus.
- Peringatan dini kebocoran air pada sistem distribusi internal.
- Integrasi pengukuran suhu air minum selama lockdown COVID-19, yang mengungkap dinamika termal akibat stagnasi jaringan.
Teknologi Komunikasi: Pilihan Menentukan Efisiensi
Penelitian ini menelaah lebih dari 20 teknologi komunikasi, baik kabel maupun nirkabel, dan memetakan sesuai:
- Resolusi temporal (dari hitungan detik hingga bulanan)
- Resolusi spasial (dari rumah tangga hingga skala kota)
- Kebutuhan daya, biaya, dan stabilitas transmisi
Contoh:
- LoRa dan NB-IoT cocok untuk data periodik dan area luas.
- M-Bus dan kabel optik ideal untuk kontrol presisi waktu nyata.
Framework yang dikembangkan memungkinkan:
- Pemilihan teknologi yang sesuai dengan aplikasi, atau
- Penentuan aplikasi terbaik berdasarkan infrastruktur komunikasi yang tersedia.
Aplikasi Smart City di UWI: Kombinasi Data, Manusia, dan Teknologi
Penelitian ini juga mengeksplorasi:
- Strategi Personal Water Demand Management (PWDMS) berbasis data meteran rumah tangga untuk edukasi dan efisiensi konsumsi.
- Citizen science untuk mengumpulkan data curah hujan, suhu, dan banjir dari publik.
- Pemanfaatan CCTV publik untuk deteksi banjir dan peringatan dini.
Pendekatan ini menekankan bahwa kota cerdas harus melibatkan warga secara aktif, bukan hanya sensor dan algoritma.
Tantangan dan Isu Etis
Tantangan Teknis:
- Energi baterai terbatas untuk sensor di lokasi terpencil.
- Kompleksitas integrasi antar-sistem (misalnya, air minum dan drainase).
- Keandalan prediksi cuaca sebagai dasar pengambilan keputusan otomatis.
Isu Etis dan Sosial:
- Privasi data rumah tangga dari penggunaan sensor konsumsi air.
- Vulnerabilitas terhadap serangan siber pada sistem air yang terkoneksi.
- Pertanyaan ekologis seputar limbah elektronik dari perangkat digital.
Rekomendasi Strategis
- Pilih teknologi komunikasi sesuai resolusi data dan lokasi.
- Koordinasikan kontrol perangkat secara sistemik, hindari kerja terpisah antar komponen.
- Dorong partisipasi warga dalam pemantauan lingkungan.
- Fokus pada interoperabilitas sistem infrastruktur kota (air, energi, cuaca).
- Sederhanakan sistem untuk kota kecil, gunakan indikator berbasis neraca massa seperti efisiensi aliran masuk–keluar.
Kesimpulan: Kota Cerdas Air adalah Pilar Kota Masa Depan
Disertasi ini membuktikan bahwa integrasi data, perangkat IoT, kontrol cerdas, dan partisipasi warga merupakan kunci membangun sistem air kota yang adaptif, efisien, dan berkelanjutan. Framework dan studi kasus dari Austria ini sangat relevan bagi kota-kota di dunia, termasuk Indonesia, dalam menghadapi tantangan iklim, pertumbuhan penduduk, dan krisis air perkotaan.
Smart Water Cities bukan sekadar digitalisasi air, tapi transformasi menyeluruh dari cara kita mengelola dan memahami air dalam ruang kota.
Sumber : Oberascher, M. (2022). Innovative Concepts and Applications for Smart Water Cities: Towards Integrated Management of Network-based Urban Water Infrastructure. Dissertation, Universität Innsbruck.